雙工件臺宏微快速交接系統(tǒng)研究.pdf

1、為了提高光刻機的產率，ASML率先推出了Twinscan系列光刻機，Twinscan方案中兩個工件臺并行工作在測量位和曝光位，提高了生產效率，但是引入了換臺問題。雙工件臺宏微快速交接系統(tǒng)用于換臺前宏動系統(tǒng)和微動臺的分離與換臺后宏動系統(tǒng)和微動臺的連接。宏動系統(tǒng)和微動臺連接狀態(tài)下，微動臺在宏動電機的驅動下實現大行程運動；由于運動速度和加速度很大，必須保證連接的安全性；為了提高換臺效率，必須保證宏動系統(tǒng)和微動臺交接的快速性。
　　本文在

2、對雙工件臺宏微快速交接系統(tǒng)做了綜合分析的基礎上，首先對其核心部件——抓卡機構進行分析和優(yōu)化，然后設計氣路和控制電路，并分析宏動狀態(tài)下交接系統(tǒng)特性，最后設計實驗方案并搭建實驗系統(tǒng)進行實驗。本文的具體內容包括：
　　(1)根據工件臺的運動參數和抓卡機構的原理計算抓卡機構的夾緊力，對抓卡機構下夾板運動行程、活塞運動行程和夾緊力進行分析和優(yōu)化；利用ANSYS對抓卡機構的關鍵結構進行靜力學仿真；
　　(2)設計充放氣回路，氣缸放氣時能

3、夠實現抓卡機構的緩沖夾緊，減小夾緊過程的機械沖擊；對氣路結構進行簡化，計算氣路參數；設計控制電路，能夠與上位機通信，并且能夠控制與檢測抓卡機構的工作狀態(tài)；
　　(3)在宏動系統(tǒng)和微動臺連接狀態(tài)下，分析宏動電機驅動力與微動臺質心偏移對微動臺的影響；利用ANSYS分析宏微連接處的Rz、Y、Z向剛度是否能滿足系統(tǒng)要求；
　　(4)設計抓卡機構下夾板運動測量方案和夾緊力測量方案；搭建下夾板運動測量系統(tǒng)，測量下夾板的運動行程并研究控制

4、單元的性能；搭建夾緊力實驗系統(tǒng)，測量抓卡機構能提供的最大X向驅動力；
　　實驗結果表明：抓卡機構下夾板的運動行程大于2mm，可以滿足宏動系統(tǒng)和微動臺安全交接的要求；抓卡機構的開啟時間為350ms，快速緩沖夾緊時間為850ms；設計的放氣回路能夠實現抓卡機構的快速緩沖夾緊，可以減小夾緊過程中的機械沖擊；兩個抓卡機構能提供的X向驅動力大于1400N，可以保證微動臺大行程運動過程中的安全性；雙工件臺宏微快速交接系統(tǒng)的設計可以滿足工程要求